多目标空间碎片清除任务——碎片选择与轨迹优化
系统与控制
2011-07-04 v1 最优化与控制
摘要
稳定低地球轨道碎片群的一种可能手段是每年从该空间区域清除 5 个大型碎片，如废弃卫星或运载火箭末级。本文研究了此类空间碎片清除任务所需的 DeltaV 需求。该优化问题本质上十分困难，因为它混合了从候选列表中选取碎片的组合优化与定义轨道机动的函数优化。求解方法分两步进行：首先，定义一种采用脉冲机动的通用转移策略，使问题变为有限维；其次，围绕初始参考解对问题进行线性化。然后应用分支定界算法同时优化碎片选择与轨道机动，产生新的参考解。该过程迭代进行，直至解稳定在最优路径上。最后，对轨迹控制量与日期进行再优化以精化解。该方法适用于任意数量的碎片（候选碎片与待离轨碎片）及任意任务时长。并以一个从 11 个太阳同步轨道碎片候选列表中选取 5 个的应用案例进行了示例说明。
引用
@article{arxiv.1107.0192,
title = {Multiple Space Debris Collecting Mission - Debris selection and Trajectory optimization},
author = {Max Cerf},
journal= {arXiv preprint arXiv:1107.0192},
year = {2011}
}